[发明专利]重油催化裂化进料雾化喷嘴

说明书

技术领域

本发明属于石油炼制技术领域，主要涉及一种重油催化裂化进料雾化喷嘴。

背景技术

原料油进料雾化喷嘴是石油炼制领域催化裂化装置的一个重要设备，其作用是：首先将原料油破碎、雾化为大量的细小液滴，再将原料油滴喷入到催化裂化提升管反应器中，与提升管反应器内的催化剂混合、反应。

近些年来，用于催化裂化装置的原料油进料雾化喷嘴，国内主要有喉管式的LPC型（90209410.6）、采用超音速雾化蒸汽双喉管式的KH型（89207961.9、200420066089.3）、具有旋流结构的BWJ型（98233035.9、）、具有多孔蒸汽分布器的UPC-ɑ型（00109776.8）以及具有二次雾化结构的CCK型（99219391.5）等多种类型；国外同类技术则主要有S&W公司的靶式喷嘴、UOP公司开发的内设多孔蒸汽分布器的多喷孔式Optimix喷嘴、Mobile公司和Kellogg公司联合开发的内设多孔蒸汽分布器和挡板的ATOMAX喷嘴、ABB Lummus公司开发的能够形成扁平射流的带有喷嘴盖的进料喷嘴以及Exxon公司开发的设有二次雾化蒸汽的喷嘴。

然而，在实际使用过程中，上述喷嘴或多或少存在着以下问题：一是原料油的雾化效果有待进一步提高；二是由喷嘴喷入到提升管反应器内的原料油在提升管内壁出现结焦现象；三是由喷嘴喷出的、雾化了的原料油滴喷射速度过高，使催化剂破碎严重；四是雾化蒸汽和原料油在引入喷嘴的入口区域相互影响，甚至出现当雾化蒸汽（或原料油）压力波动时，原料油（或雾化蒸汽）无法引入喷嘴的情况。

本发明人通过研究，发现了提升管反应器内壁结焦的机理。其原因是：雾化了的原料油喷入到提升管之后，在催化剂、预提升汽的共同作用下，将在提升管内壁与原料油射流之间形成一个负压区，负压对原料油本身和催化剂产生引射回流作用，使二者停留时间过长，因而在提升管内壁形成结焦，且提升管内壁上的焦块一旦形成，将越积越大，进而阻塞提升管流道，甚至需要停产进行清焦。 

本发明人作为发明人之一提出的200410010045.3专利申请，提出设置三种不同类型的二次蒸汽喷孔以强化对原料油的雾化效果；并在喷头上设置蒸汽喷孔，从而在提升管反应器内壁和原料油射流之间形成蒸汽幕屏，以抑制原料油喷入到提升管中之后对自身的引射回流作用，降低提升管内壁的结焦，并促进催化剂和原料油的混合。

通过研究发现，200410010045.3的不足之处主要在两个方面：一是喷嘴内部局部区域的内壁处仍存在油膜的聚集，即200410010045.3的雾化效果仍能够进一步提高。另外则是200410010045.3喷头位置蒸汽喷孔的设置，使其对操作参数的变化较为“敏感”，因为200410010045.3蒸汽喷孔与二次蒸汽室连通，当蒸汽压力、流量出现波动，甚至原料油流量出现波动时，都可能导致催化剂倒吸，甚至引起蒸汽喷孔的磨损。另外，200410010045.3喷头处设置蒸汽喷孔的目的在于抑制原料油喷入到提升管中之后对自身的引射回流作用，通常其蒸汽喷孔位于原料油出口上方5～30mm处。而研究表明，产生该引射回流的初始区域位于原料油出口射流本身的“上半部分”的边缘，即喷嘴中心线及其延长线与提升管内壁之间的部分。因此将蒸汽喷孔设于原料油出口上方并没有“根治”该引射回流，而应将蒸汽喷孔尽可能地靠近原料油出口的“上半部分”才可能实现最大限度地抑制该股引射回流。 

发明内容

本发明的目的是提出一种重油催化裂化进料雾化喷嘴，使其能克服喷嘴内部局部位置的内壁处存在的油膜的聚集现象，进而消除大直径液滴，得到催化裂化工艺所要求的雾化粒径，并能克服原料油在喷嘴上方提升管反应器内壁的结焦现象。

本发明采取以下技术方案实现其发明任务：